BIOLOGICAL EFFECTS OF LOW LEVEL MICROWAVE RADIATION
1Kublanov V. S., 2Petrenko T. S., 1Chernyh O. A., 2Shalyagin М. А., 1Purtov K. S., 1Babich M. V.
Ural Federal University
19, Mir str., Ekaterinburg, 620002, Russia
Ural State Medicall University
3, Repin str., Ekaterinburg, 620109
Tel: +7 343 3759464; e-mail: *****@***ru
Abstract — The article presents the results of changes in the emotional state of a person under the influence of low-intensity microwave radiation, which were confirmed by functional changes in the сentral and autonomic nervous systems, and also by formation of the physical and psychological attributes, typical for the definite states. Analysis of the obtained results allow to consider them as a biological effect.
БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО МИКРОВОЛНОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
1, 2, 1, 2, 1, 1
1Уральский федеральный университет
19, ул. Мира, Екатеринбург, 620002, Россия
2Уральский государственный медицинский университет
3, ул. Репина, Екатеринбург, 620109, Россия
Teл: +7 343 3759464; e-mail: *****@***ru
Аннотация — В работе представлены результаты об изменениях психоэмоционального состояния человека при воздействии низкоинтенсивным микроволновым излучением, которые подтверждаются функциональными изменениями центральной и вегетативной нервных систем, а также формированием физикальных и психологических признаков, характерных для определенных целевых состояний. Анализ полученных данных позволяет рассматривать полученные результаты в качестве биологического эффекта.
I. Введение
Биологические эффекты электромагнитного излучения (ЭМИ), связанные с его поглощением в тканях организма и их нагревом, достаточно хорошо изучены [1-5]. В меньшей степени это касается нетеплового излучения и его влияния на психоэмоциональное состояние человека.
Известно, что в результате ослабления критических процессов психики возникает экспрессивное поведение, проявляющееся не только бурными эмоциональными (плач, смех, вздохи) и моторными реакциями (жестикуляции, гримасы), но и выраженными вегетативными изменениями (покраснение, потливость, изменение ритма дыхания, сердцебиения и т. д.). Последнее становится возможным за счет ослабления центральных механизмов регуляции вегетативного баланса, который определяется в условиях измененного состояния сознания исключительно соотношением активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС) [6]. В статье приведены результаты исследования влияния на эти процессы низкоинтенсивного микроволнового излучения.
ll. Основная часть
Работа выполнялась в Научно-исследовательском медико-биологическом инженерном центре высоких технологий УрФУ. Программа и методика исследований одобрена локальным этическим комитетом Уральской государственной медицинской академии Министерства здравоохранения России (протокол № 6 от 01.01.2001), которым определены клинико-экспериментальные условия проведения работы.
Нетепловое ЭМИ, применяемое в этих исследованиях, формировалось с помощью аппаратно-программного комплекса, описанного в [7]. Основные технические характеристики комплекса:
- несущая частота (2400 ± 50) МГц; модуляция – амплитудная, глубина модуляции не менее 40 дБ в полосе частот от 0.5 до 20000 Гц; максимальное значение мощности на выходе антенны 10 мкВт; пределы изменения регулятора временного масштаба модулирующей функции от 1 до 10.
В работе принимали участие 75 пациентов-добровольцев обоего пола, отобранные согласно критериям включения и исключения и давшие информированное согласие участия в эксперименте.
Применялись объективные и субъективные оценки психоэмоционального состояния как в исходном его состоянии, так и при переходе в целевое состояние измененной функциональной активности центральной нервной системы (ЦНС) и вегетативной нервной системы (ВНС). Для этих оценок в соответствии с рекомендациями [8-11] использовались:
- видеоизображения пациентов во время исследований, из которых выбирались физикальные признаки – птоз век и их паретическая неподвижность, уменьшение или исчезновение быстрого движения глазных яблок; урежение (отсутствие) глотательных движений, покашливаний; снижение болевой чувствительности; соматосенсорные феномены; уменьшение или утрата способности к произвольной продуктивной целенаправленной деятельности; уменьшение реакции на внешние раздражители; явления дезориентировки, появление признаков психопродуктивных симптомов, аффективных нарушений, амнезии периода помрачения сознания; инструментальные данные, которые регистрировались с помощью реабилитационного комплекса «РЕАКОР» –
по данным электроэнцефалографии (ЭЭГ) изменения мощности ритмов биоэлектрической активности в теменных отведениях ЭЭГ, появление характерных для конкретного целевого состояния изменений их активности и организации, появление «сонных веретен», К-комплексов, пилообразной активности;
по данным электрокардиографирования изменения частотно-временных параметров спектра вариабельности сердечного ритма (ВСР) и вегетативного баланса, определяемого соотношением активностей симпатического и парасимпатического отделов ВНС;
- психологические признаки –
оценки по госпитальной шкале тревоги и депрессии; по шкалам Монтгомери-Асберга, Цунга, Бека и Спилбергера [10] и исследования основных психофизиологических функций методом T. O.V. A. (Test Of Variables of Attention) с оценкой скорости реакции, пропусков значимых стимулов и ложной тревоги [11].
III. Результаты исследования и анализ данных
На рис. 1-10 приведены гистограммы распределения изменений ЭЭГ, ВСР, физикальных и психологических признаков вследствие воздействия нетеплового ЭМИ. Вертикальная ось – число случаев, горизонтальная ось – временная (период воздействия разбит на 6 участков по 3 минуты). Темный столбик – количество уменьшений параметра в выборке, светлый столбик – количество увеличений параметра в выборке.
Рис. 1. Мощность альфа-ритма ЭЭГ
Рис. 2. Мощность бета-ритма ЭЭГ
Рис. 3. Мощность тета-ритма ЭЭГ
Рис. 4. Мощность дельта-ритма ЭЭГ
Рис. 5. Общая спектральная мощность ВСР
Рис. 6. Мощность сверхнизкочастотного
спектра (VLF) ВСР
Рис. 7. Мощность высокочастотного
спектра (HF) ВСР
Рис. 8. Мощность низкочастотного
спектра (LF) ВСР
Рис. 9. Субъективные переживаний испытуемых после воздействия ЭМИ (темный столбик – наличие изменений, светлый столбик – отсутствие). 1 – субъективное ощущение нарушения мышления, 2 – изменения в ощущении течения времени, 3 – утрата контроля над телом, 4 – искажение восприятия, 5 – изменение уровня винмания, 6 – переживания аффектов, 7 – амнезия.
Рис. 10. Результаты теста T. O.V. A. (темный столбик – рост показателя, светлый столбик – снижение): 1 – среднее время реакции, 2 – стандартное отклонение, 3 – максимальное время реакции, 4 – пропуски нажатий, 5 – ошибочные нажатия.
На рис. 11-13 приведены примеры ЭЭГ в состоянии функционального покоя и при формировании изменений активности и организации ЭЭГ, появление «сонных веретен» и К-комплексов, а также фотографии пациента Н. в этих состояниях.
Рис. 11. Состояние функционального покоя
Рис. 12. «Сонные веретёна»
Рис. 13. К-комплексы
Анализируя изменения, наблюдаемые при воздействии ЭМИ, можно сделать следующие выводы:
по данным ЭЭГ –
- значимые изменения параметров ритмов по отношению к фоновой записи наблюдаются с первых минут воздействия и сохраняются на протяжении всего периода 20-минутного воздействия; при анализе периода воздействия в целом наиболее значимым и характерным для подавляющего большинства испытуемых (71 из 75) является значительный рост мощности альфа-активности, при этом мощность бета-, тета - и дельта-ритмов снижается; у подавляющего большинства испытуемых формируются короткие периоды подавления альфа-активности и усиления процессов торможения вплоть до появления признаков, характерных для 1 и 2 фаз сна, продолжительностью 3-6 минут, (значительное снижение мощности альфа-активности, появление пилообразной активности, активности в виде комплексов «сонное веретено») [12]; уровень функциональной активности головного мозга во время воздействия остается на высоком уровне и соответствует расслабленному бодрствованию [12];
по данным ВСР –
- у большинства испытуемых наблюдается снижение общей спектральной мощности ВСР, что свидетельствует о снижении суммарной активности вегетативных воздействия на сердечный ритм [13, 14], причём в основном за счёт сверхнизкочастотного спектра (VLF), который резко снижается в подавляющем числе случаев, начиная с первых минут воздействия; наблюдается незначительный рост высокочастотного спектра (HF) и разнонаправленные изменениях низкочастотного спектра (LF): это свидетельствует о том, что при воздействии ЭМИ наблюдается подавление центральных нейро-гуморальных влияний на сердечный ритм при сохранении вегетативных влияний [15];
по оценкам изменений физикальных и психологических признаков –
- во время воздействия уровень сознания соответствует лёгкому оглушению (обнубиляции) [16]; пациенты находятся в состоянии сознания, близкому к ориентированному непсихотическому варианту сумеречного состояния сознания [17].
lV. Заключение
Представленные данные свидетельствуют о возможности формирования целевых изменений психоэмоционального состояния с помощью низкоинтенсивного микроволнового излучения.
V. Библиографический список
Bawin S. M., Kazmarek L. K., Adey W. R. Effects of modulated VHF fields on the central nervous system. Annals of the New York Academy of Sciences, 1975, pp. 74-81. McRee D. I., Elder J. A., Gage M. I. et al. Effects of noinionizing radiation on the central nervous system, behavior, and blood: a progress report. Environ Health Perspect, 1979, No 30, pp.123–131. Holodov Ju. A. Mozg v jelektromagnitnyh poljah. Moscow, Nauka, 1982. 121 p. Bingi V. N. Principy jelektromagnitnoj biofiziki. Moscow, FIZMATLIT, 2011. 592 p. Hinrikus H., Bachmann M., Tomson R., Lass J. Non-Thermal Effect of Microwave Radiation on Human Brain. The Environmentalist, 2005, No 25, pp. 187–194. Aleksander F. Psihosomaticheskaja medicina. Principy i prakticheskoe primenenie. Moscow, Institut obshhegumanitarnyh issledovanij, 2009. 320 p. Kublanov V. S., Chernyh O. A., Purtov K. S., Babich M. V. Apparatno-programmnyj kompleks dlja issledovanija biologicheskih jeffektov mikrovolnovogo izluchenija. Trudy 24 mezhdunarodnoj Krymskoj konferencii «SVCh-tehnika i telekommunikacionnaja tehnologija (KryMiKo’2014). Aleksandrovskij Ju. A. Psihiatrija. Nacional'noe rukovodstvo. Moscow, GJeOTAR-media, 2009. 1008 p. Behtereva N. P. Rukovodstvo po fiziologii. Tematicheskij tom: klinicheskaja nejrofiziologija. Saint-Petersburg, Nauka, 1972. 720 p. Dlja issledovatelej. Psihometricheskie shkaly. Available at: http://www. psychiatry. ru/stat/99. Greenberg, L. M., Waldman, I. D. Developmental normative data on the test of variables of attention (T. O.V. A.). Journal of Child Psychology and Psychiatry, 1993, 34(6), pp 1019-1030 Zenkov L. R. Klinicheskaja jelektrojencefalografija (s jelementami jepileptologii). Rukovodstvo dlja vrachej. Moscow, MEDpress-inform, 2011. 368 p. Kublanov V. S., Shmyrev V. I., Shershever A. S. Ob innovacionnyh vozmozhnostjah apparata «SIMPATOKOR-01» v nevrologii pri funkcional'nyh narushenijah vegetativnoj i central'noj nervnoj sistemy. Kremlevskaja medicina, 2010. № 4, pp. 60-64. Heart rate variability. Standatds of Measurement, Physiological interpretation and clinical use. Circulation, 1996, vol. 93, pp. 1043-1065. Baevskij R. M., Ivanov G. G., Chirejkin L. V., Gavrilushkin A. P., Dovgalevskij P. Ja., Kukushkin Ju. A., Mironova T. F., Priluckij D. A., Semenov A. V., Fedorov V. F., Flejshman A. N., Medvedev M. M. Analiz variabel'nosti serdechnogo ritma pri ispol'zovanii razlichnyh jelektrokardiograficheskih sistem (metodicheskie rekomendacii). Vestnik aritmologii, 2001. № 24, pp. 65-87. Korkina M. V., Lakosina N. D., Lichko A. E., Sergeev I. I. Psihiatrija: Uchebnik dlja studentov medicinskih vuzov. Moscow, MEDpress-inform, 2002. 576 pp. Buhanovskij A. O., Kutjavin Ju. A., Litvak M. E. Obshhaja psihopatologija: Posobie dlja vrachej. Rostov-on-don, LRNC Feniks, 2003. 416 pp.